1

A laboratóriumi medicina fejlődése az elmúlt 35 évben

Kovács L. Gábor Kovács L. Gábor egyetemi tanár, egyetemi tanár,

az MTA rendes tagjaaz MTA rendes tagja

Pécsi TudományegyetemPécsi Tudományegyetem

1976

2011?

INTÉZETIGAZGATÓ PROFESSZOROK KLINIKAI KÉMIA 1976

MérlegSpektrofotométerLángfotométerVan Slyke készülékKoloriméterCentrifuga

1976Nem volt kalkulátor, logarléc volt.Nem volt automatizáció. Nem volt modern minőségbiztosítás. Nem volt telefax, komputer. Nem volt modern laboratóriumi

információs rendszer.

A VIZSGÁLÓELJÁRÁSOK FEJLŐDÉSE

•• Specifikusabb A cél: klinikai

• Szenzitívebb

• Szélesebb méréstartomány

• Rövid analízis idő

•Automatizálható

• Környezetkímélő A cél: analitikai

2

TÖMEGSPEKTROMETRIA

1980

PCR

LIA

BIOLUMINESZCENCIA, EIA

1960

RIA, EIA, FIA

ATOMABSZORBCIÓ

FLUORIMETRIA

KROMATOGRÁFIA1940umol/l

nmol/l

pmol/l

NEPHELOMETRIA

FOTOMETRIAmmol/lTITRIMETRIA1890

2000fmol/l

amol/l2010

1920

Új analitikai eljárások a rutin diagnosztikában: tömegspektrometria

• Kis molekulák jövőbeli vizsgáló módszere.

• A kereszt-reakciók kiküszöbölve.

• Gyors, nem igényel minta előkezelést, nincs reagens költség.

• A berendezés drága, speciális felkészültséget igényel.

Nano diagnosztika

Nano chip/biochipNano array/protein

nano arrayGyógyszercélpontokGénterápia és RNS

interferencia

Proteomika

A B

AA

lokalizáció

modifikáció interakció

aktivitás

funkció

A proteomika technológiájaA proteomika technológiája

Tömegspektrometria

Biokémiaimódszerek

Bioinformatika

Fehérjékazonosítása

DIAGNOSZTIKUS BIOMARKEREK….

10%

Albumin

Össz IgG

TranszferrinFibrinogén

Össz IgA

α-2-Makroglobulin

Össz IgM

α-1-Antitripszin

C3 komplement

Hapto-globin 10%

H-faktor

komplement faktor B

Cöruloplazmin

1%

Apolipoprotein A-1Apolipoprotein Bα-1 savas Glycoprotein

Lipoprotein

C4 komplement

Prealbumin

C9 komplementC1q komplement

C8 komplement

BIOMARKEREK

1987: 60 különböző fehérje2011: 2.000 különböző fehérje 2030: 50.000 különböző fehérje

PROTEOMIKABIOINFORMATIKA

3

DIAGNOSZTIKUS BIOMARKEREK KUTATÁSA

• Új biomarkerek.• „Lab-on-a-chip” módszerek.• Nanotechnológia, nanodrót.• Transzlációs kutatások.• Asszisztált reprodukció.• Perinatalis károsodás.• Egyes immunológiai

kórképek (pl. scleroderma) prognosis.

Gének azonosítása

Fenotipus 1 Fenotipus 2 Fenotipus 3 Fenotipus 4

Betegségek iránti fogékonyságprediktív értékelése

Élettan

Metabolizmus Endokrin

Proteóma

Immunológia Transzkriptóma

BiomarkerMolekulák

Morfometria

Farmakokinetika

EtnikumKörnyezet

KorNem

Genetika és a betegségek iránti fogékonyság

Prediktív laboratóriumi Prediktív laboratóriumi medicinamedicina

• (MA MÉG) EGÉSZSÉGES EMBEREKET VIZSGÁL MOLEKULÁRIS BIOLÓGIAI MÓDSZEREKKEL

• ADOTT BETEGSÉG IRÁNTI FOGÉKONYSÉG STATISZTIKAI BECSLÉSE

• INDIVIDUÁLIS PREVENCIÓS PROGRAM

• TÖMEG-BETEGSÉGEK: DIABETES, HYPERTONIA, ARTERIOSCLEROSIS, MALIGNUS DAGANATOK

Farmakogenomika: a gének és a gyógyszerek kapcsolata

Gén Gyógyszer Válasz

Hatás

Mellékhatás

PCR fázis

Array fázis

Előkészítés

Scannelés és Analizálás

Amplifikáció Fragmentáció/ Jelölés

Hibridizáció

PCRFluoreszcens primerekkel

Lelet

Minta: alvadásgátolt perifériás vér

Cytochrom P450 microarray

Genomiális DNS izolálás

Rideg, Háber, Botz, Szűcs, Várnai, Miseta, Kovács: Cell Biochem Function 2011, in press

Molekuláris diagnosztika eljárások

• Multiple endokrin neoplasia

• Congenitalis adrenalishyperplasia

• Tg mRNA: differenciált sejtes pajzsmirigyrák

• Kallikrein mRNA: számos daganat

• Oestrogen receptor polimorfizmus

• Microarray (biochip)

FP/7 REGPOT PÁLYÁZAT: KORAI DIAGNOSZTIKAPÉCS, AMSTERDAM, DUNDEE, MILANO, ROUEN, TWENTE

4

•TRANSZKRIPCIÓ:•DNS metiláció (a replikáció megváltozik)• Hiszton modifikáció/varánsok

(megváltozik a DNS hozzáférhetősége az enzimek számára)

•POSZTTRANSZKRIPCIÓ:•Szabályozó, de nem kódoló RNS

(pl. mikro RNS)

AZ EPIGENETIKA MÓDSZEREI

•Reverzibilis, örökölhető változás a gének funkciójában, amely nem jár együtt a sej tmag DNS szekvencia módosulásával.

•A DNS-ben nem rögzült gén-szabályozási információ egy ik generációról (sej tről, szervezetről) átjut a másikra.

•CHROMATIN-IMMUNPRECIPITÁCIÓS (CHIP-SEQ) MIKROARRAY

•TÖMEGSPEKTROMETRIA (LCMS-MS)EPIGENOM TÉRKÉPEZÉS

O-Glikoziláció

• foszforilációval rokon, dinamikus poszt-transzlációs módosulás• szerepe: diabétesz, stresszfolyamatok, malignus betegségek• befolyásolhatja a fehérjék funkcióját, lokalizációját, lebomlását

O-Glikozilált fehérjék Jurkat sejtekben.

Nagy, Balasa, Frank, Rab, Rideg, Kotek, Magyarlaki, Bogner, Kovacs, Miseta: European Biophysics Journal , 39 (2010) 1207-17.

O-Glikoziláció target fehérjéi: - citoszkeletális- metabolikus enzimek- kinázok, jelátvitel fehérjéi- transzkripciós faktorok- kromatin/DNS asszociált fehérjék (hisztonok, RNS polimeráz, stb)Whelan és mtsai.: Circulation Research 93 (2003) 1047-1058. Teo és mtsai.: Nature Chemical Biology 6 (2010) 338-43.

Fujiki és mtsai.: GlcNAcylation of a histone methyltransferase in retinoic-acid-induced granulopoiesis. Nature 459 (2009) 455-9.

A hiszton metil-transzferáz aktivitás fokozódhat O-Glikoziláció hatására: (A H3K4 hisztonfehérje metilációja a kromatint transzkripcionálisan aktív

állapotba hozza) Mikkelsen és mtsai.: Nature 448 (2007) 553–560.

Foetalis mRNS, DNS az anyai vérben

kivon RNS, DNS

AUTOMATIZÁCIÓ, ROBOTIZÁCIÓ

5

The Quality Assurance Cycle

•Data and Lab Management•Safety•Customer Service

Patient/Client PrepSample Collection

Sample Receipt and Accessioning

Sample TransportQuality Control

Record Keeping

ReportingPersonnel CompetencyTest Evaluations

Testing

AKKREDITÁCIÓ

2001

2000 ISO 9001:2000

1998

1996

1994 ISO 9001-3:1994

1992

19901989 BS 5750:1989 EN 45001:1989

(ISO Guide 25)

MINŐSÉGÜGYI LABORATÓRIUMISTANDARD STANDARD

EC4 Essential & Additional

Criteria

ISO 15189

Magyar standard

ISO 17025CPA (UK)

A LABORATÓRIUM JÖVŐJEÚj módszerek:• Szelektív knock-out• Funkcionális genomika• Transcriptomika• Proteomika• Metabolomika• Glikomika• Lipidomika• Farmakogenomika• NutrigenomikaNanotechnológia, chip-

technológia: • Analitok• Sejtek

A PATOLÓGIAI-LABORATÓRIUMI VIZSGÁLAT: AZ ORVOSI DÖNTÉSHOZATAL EGYIK

LEGFONTOSABB TÁMPONTJA

• A modern medicina legfontosabb szegmense.

• Az Amerikai Patológusok Társasága: “ A patológiai/laboratóriumi szolgáltatások képezik a klinikai döntéshozatal 70-80 %-ának alapját mind a diagnosis, mind pedig a terápia és a prognosis során.” KONZILIUM ÉS FOLYAMATOS

KOOPERÁCIÓ A KLINIKUSSAL

6

A Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet minden dolgozója szeretettel gratulál a szegedi kollégáknak!

A Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet minden dolgozója szeretettel gratulál a szegedi kollégáknak!

A Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet minden dolgozója szeretettel gratulál a szegedi kollégáknak!

A Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet minden dolgozója szeretettel gratulál a szegedi kollégáknak!